[发明专利]一种卷曲状态下叶片二向反射值的计算方法

权利要求书

1.一种卷曲状态下叶片二向反射值的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立卷曲叶片形态模型和全局坐标系；

步骤2、设置光源和探头的参数信息；

步骤3、将卷曲的叶片分成多个微平面，提取出各个微平面的中心点坐标，具体包括：

将卷曲的叶片分成1/16mm²的微平面，相邻微平面中心点的距离为1/4mm，叶片是卷曲，对称面为YOZ平面，相邻微平面中心点X轴坐标的间隔是相等的，为1/4mm；相邻微平面中心点Y轴坐标间隔不是相等的，通过迭代的方法得出；得到微平面中心点Y轴坐标后，通过叶片卷曲方程得到Z轴坐标，从而得到每个叶片微平面的中心点坐标；

步骤4、利用光线跟踪算法，从探头视线方向进行跟踪，计算每个微平面对探头能量的贡献，探头接收到的能量包括叶片反射和透射的能量，然后通过积分探头视场内的所有微平面反射和透射的能量，从而获得整个探头接收到的叶片反射和透射的能量；

步骤5、计算在朗伯体条件下整个探头视场内的朗伯体反射的能量；

步骤6、计算卷曲叶片的二向反射值。

2.根据权利要求1所述的卷曲状态下叶片二向反射值的计算方法，其特征在于，步骤1中，建立卷曲叶片形态模型和全局坐标系，具体包括：

以叶片中心为原点O，长轴为Y轴，短轴为X轴，过XY平面原点的法线为Z轴，建立起整个模拟过程的全局笛卡尔坐标系，将叶片抽象成一个在三维空间卷曲的椭圆，叶片抽象成椭圆，卷曲叶片抽象成三维空间卷曲的椭圆，设定叶片的卷曲度、长轴长度和短轴长度。

3.根据权利要求1所述的卷曲状态下叶片二向反射值的计算方法，其特征在于，步骤2中，设置光源和探头的参数信息，具体包括：

设置光源的位置信息、光源强度和光线的入射方向并且设置探头视场角、探头视场中心方向和位置参数，光线的出射方向也即是探头视场中心方向，在笛卡尔坐标系中，用单位向量表示光线的入射方向和探头视场中心方向。

4.根据权利要求1所述的卷曲状态下叶片二向反射值的计算方法，其特征在于，步骤4中，计算每个微平面对探头能量的贡献，具体包括：

先要判断应该使用二向反射分布函数还是透射分布函数，判断是否应该使用光线迭代算法，具体如下：

4.1、如果视线在叶片正面而光线在叶片背面，需要使用透射分布函数，不用考虑迭代；

4.2、如果视线在叶片背面而光线在叶片正面，需要使用透射分布函数，不用考虑迭代；

4.3、如果视线在叶片背面而且光线在叶片背面，需要使用二向反射分布函数，不用考虑迭代；

4.4、如果视线在叶片正面而且光线在叶片正面，这是反射情况，需要使用光线的迭代算法和二向反射分布函数，当迭代的光线经过透射或反射衰减到小于初始光源强度1×10^-3时，则停止迭代，将这一条光路迭代得到的能量作为该微平面对探头能量的贡献。

5.根据权利要求1所述的卷曲状态下叶片二向反射值的计算方法，其特征在于，步骤6、计算卷曲叶片的二向反射值，具体包括：

通过步骤4得到的探头接收到的叶片反射和透射的能量与步骤5得到的整个探头视场内的朗伯体反射的能量之比得到了叶片的反射率，反射率比上π得到了在固定的入射和反射方向上的叶片二向反射值。